Способ перемещения подвижного звена и устройство для его осуществления

(55 В 257/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 18нститут точной меха- Быстров, А.ВСмирнов птаЫе вГгогцзп 9 йе АРР 1, Орт. 1981, ч, 20 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ЗВЕНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: точное машиностроение, в конструкциях микроманипуляторов, Сущность изобретения; устройство содержит соединенный с подвижным звеном двухслойный электромеханический элемент 1, суммирующий усилитель 3, вычитающий.Ы.1 1815206 А 1 усилитель 4, источник 5 управляющего напряжения и источник 6 опорного напряжения. Слои электромеханического элемента выполнены из электрострикционного материала. Один из слоев подключен к выходу суммирующего усилителя 3, а другой - к выходу вычитающего усилителя 4. Причем к одному из входов каждого усилителя подключен источник 5 управляющего напряжения, а к другому - источник 6 опорного напряжения. Управляющее напряжение от источника 5 на одном из слоев суммируется с опорным при помощи суммирующего усилителя 3, а на другом вычитается из него при помощи вычитающего усилителя 4, При этом напряжение на одном слое увеличивается и деформация его возрастает, а на другом напряжение сниЖается и деформация его уменьшается. Элемент 1 изгибается и перемещает подвижное звено 2. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.1815206 20 25 30 35 40 45 55 Изобретение относится к точному приборо- и машиностроению. может применяться в робототехнике для изготовления микроманипуляторов.Целью изобретения является расширение диапазона перемещений, повышение линейности характеристики и улучшениетемпературкой стабильности,На фиг. 1 показана схема устройства для перемещения подвижного звена; реали- .10 зующего заявляемый способ перемещения;на фиг. 2 - характеристика электрострикционного элемента, поясняющая принцип работы устройства,Устройство для перемещения подвижного звена содержит электромеханический элемент 1 изгибного типа, состоящий из двух соединенных между собой по всей поверхности слоев электрострикционного материала, например керамики (Исупов В.А Электрострикционная керамика: - В сб. Применение пьезоактивных материалов в промышленности. - Л.: ЛДНТП, 1985, с. 33). Электромеханический элемент 1 соединен с подвижным звеном 2. Один из слоев элемента 1 соединен с выходом суммирующего усилителя 3, а другой - с выходом вычитаю- щего усилителя 4. К одному из входов каждого усилителя подключен источник 5 управляющего напряжения, а к другому -источник 6 опорного напряжения.Типичная зависимость деформации электрострикционного элемента Лот управляющего напряжения 0 у показана на фиг. 2 под номером 7. Здесь же под номером 8 показана для сравнения типичная характеристика пьезоэлектрического элемента,Устройство для перемещения подвижного звена работает следующим образом. На оба слоя электромеханического элемента 1 подают одинаковые по величине (в случае равенства толщины слоев) опорные напряжения 0 О от источника 6 через усилители 3 и 4, Максимальный диапазон перемещений обеспечивается при выборе 0 о равным половине от максимальной величины Оу. При этом оба слоя деформируются по радиусу на одинаковую величину и изгиба электромеханического элемента 1 не происходит. Управляющее напряжение от источ ника 5 на одном из слоев суммируется с опорным при помощи суммирующего усилителя 3, а на другом вычитается из него с помощью вычитающего усилителя 4. В результате напряжение на одном слое увеличивается и деформация его возрастает, а на другом - снижается и деформация его уменьшается. Двуслойный электромеханический элемент 1 изгибается и перемещает подвижное звено 2, При смене полярности управляющего напряжения элемент 1 изгибается в. противоположную сторону. Управляющее напряжение меняется в диапазоне Л 0 (фиг., 2), чем обеспечивается высокая ли-. нейность работы устройства,Суммирующий и вычитающий усилители 3 и 4, а также источники 5.и 6 напряжения могут быть изготовлены по любым известным в электронике схемам,Таким образом, заявляемое техническое решейие позволяет обеспечить двунаправленную деформацию электрострикционного двуслойного элемента с высокой линейностью и,значительно уменьшить гистерезис по сравнению с двуслойн ыми пьезоэлектрическими элементами. формула и зоб рете н и я 1, Способ перемещения подвижного звена путем подачи управляющего электрического.напряжения на выполненный из электрострикционного материала слой двуслойного гибкого электромеханическото элемента, соединенного с подвижным звеном, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона перемещений, повышения линейности характеристики и температурной стабильности, на другой слой электромеханического элемента подают управляющее электрическое напряжение и на.оба слоя электромеханического элемента одновременно с управляющими подают опорные электрические напряжения, обеспечивающие одинаковое изменение ради альных размеров слоев.2. Устройство для перемещения подвижного звена, содержащее соединенный с подвижным звеном двуслойный электромеханический элемент, один из слоев которого выполнен из электрострикционного материала, и источник управляющего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона перемещений, повышения линейности характеристики и температурной стабильности, второй слой электромеханического элемента также выполнен из электрострикционного материала, при этом один из слоев подключен к выходу суммирующего усилителя, а другой - к выходу вычитающего усилителя, причем к одному из входов каждого усилителя подключен источник управляющего напряжения, а к другому - источник опорного напряжения.. Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10